طرح و محاسبه در تیرچه پیش تنیده
محاسبات تیرچه پیش تنیده تولیدی این شرکت با استفاده از آئین نامه ACI-318 صورت میگیرد. توضیح کامل نحوه محاسبات از حوصله این متن خارج میباشد لذا در پایین به اختصار مراحل طراحی ارائه شده است.
۱- مشخصات مقطع با ارتفاع ۱۵ سانتی متر :
۲- محل قرارگیری مفتول ها بر اساس آرایش b1
در جدول بالا پارامترها بصورت پایین تعریف میشوند:
Aa (cm²) : سطح مقطع هر جزء
Y (cm) : فاصله مرکز سطح هر قسمت نسبت به بالا تیرچه
در نتیجه با توجه به مقادیر بالا به محاسبه مشخصات تیرچه ۱۵۰ میپردازیم:
۱-۲ محاسبه فاصله مرکز سطح تیرچه نسبت به تار بالایی و پایینی:
۲-۲ محاسبه ممان اینرسی مقطع تیرچه
همانطور که در بالا ذکر شد محاسبات بر اساس کلاس ۲ مقطع تیرچه پیش تنیده صورت میپذیرد:
۳- محاسبات مربوط به تنشها بلافاصله پس از انتقال نیروی پیش تنیدگی:
بر اساس بند ۱۸٫۵٫۱ آیین نامه ACI 318-02 نیروی پیش فشردگی اولیه نباید بیشتر از ۰٫۷۴F باشد.
با توجه به افت های کوتاه مدت (کوتاه شدگی الاستیک) و طولانی مدت (خزش در بتن، جمع شدگی، سستی فولاد) مفتول ها، موضوع بند ۱۸٫۶ آیین نامه ACI 318-02 ،این اثرات در طراحی میبایستی لحاظ گردند. به عنوان مقدار تقریبی میتوان با توجه به توصیه کتاب بتن پیش تنیده نوشته دکتر محمودزاده برای افت کوتاه مدت ضریب ۰٫۹ و برای افت بلند مدت ضریب ۰٫۷۵ را در نظر گرفت.
۲-۳ محاسبه لنگر منفی ایجاد شده در اثر پیش تنیدگی:
۴- کنترل تنش کششی در تالار بالایی مقطع با مقدار مجاز:
تنش کششی مجاز بتن بر اساس آیین نامه ACI:
بر اساس بند ۱۸٫۴٫۱ از آیین نامه ACI-02 ، تنش مجاز کششی بلافاصله بعد از انتقال نباید از مقادیر زیر کمتر در نظر گرفته شود.
تنش فشاری مجاز بتن بر اساس آیین نامه ACI:
بر اساس بند ۱۸٫۴٫۲ از آیین مامه ACI-02، تنش مجاز فشاری برای بارهای پایدار از رابطه پایین قابل محاسبه میباشد.
۵- کنترل مقطع تحت بار بهره برداری:
مدول الاستیسیته بتن بر اساس بند ۸٫۵٫۱ در آیین نامه ACI318-02 عبارت است از:
۶- محاسبه بار مرده وارد بر تیرچه در حالت بهره برداری:
۷- محاسبه لنگر ظرفیت مقطع مرکب بر حسب تعداد مفتول مورد نیاز:
۸- محاسبه حداکثر طول تیرچه بر حسب بار زنده L در عرض ۰٫۵ متر:
۹- کنترل تنش برشی:
بر اساس آیین نامه BS با توجه به اینکه نیروی تنش فشاری از نیروی پیش تنیدگی در تیرچه ها، باعث افزایش تنش برشی مجاز میگردد و همچنین مرکز سطح عضو تحت برش در جان آن تشکلی میگردد، مقدار حداکثر برش قابل تحمل در مقطع از رابطه زیر محاسبه میگردد.
۱۰- کنترل خیز
با توجه به اینکه تیرچه به صورت دو سر میباشد و در کلاس ۲ قرار دارد (طراحی به صورتی انجام میگیرد که در تار پایینی کمتر از تنش مجاز کششی بتن باشد) لذا برای محاسبه خیز از رابطه زیر استفاده میشود.
نکته) برای در نظر گیری خیز منفی ناشی از نیروی پیش تنیدگی، لنگر ناشی از پیش تنیدگی را بر اساس رابطه زیر به نیرو بر حسب واحد طول تیرچه تبدیل میکنیم
۱۱- محاسبه خیز بلند و خیز کل:
با توجه به وجود نیروی پیش تنیدگی در اعضای پیش تنیده مقدار خزش و انقباض با گذشت زمان مقدار بیشتری نسبت به اعضای بتن مسلح دارد که در نتیجه منجر به محاسبات پیچیده ای برای آن میگردد. برای در نظرگیری این موضوع از فرمولهای ارائه شده در آیین نامه BS استفاده گردیده است.
بر اساس جدول ۹٫۵(b) ارائه شده در آیین نامه ACI-318-02 مقدار خیز مجاز کوتاه نباید از نسبت L/360 تجاوز نماید و بر اساس توصیه آیین نامه BS8110 مقدار خیز کل نباید از مقدار L/250 تجاوز نماید.